亚熔盐铬盐清洁生产工艺中产品工程应用基础研究

发布时间：2022-02-24 04:04

　　铬是我国最为紧缺的三稀金属,铬铁矿资源高效清洁利用是我国重大战略需求。针对现有铬盐生产工艺铬收率低、能耗高、铬渣量大且污染严重的难题,中国科学院过程工程研究所研发了钾系亚熔盐铬盐清洁生产工艺,可以实现铬资源的高效清洁利用,并实现铬渣的源头削减。但其尚不能生产铬酸酐产品、铝镁副产物附加值较低,产品结构有待升级。本论文重点开展了亚熔盐铬盐清洁生产工艺中重铬酸钾制备铬酸酐产品,伴生铝镁副产物制备纳米材料并用作重金属吸附材料的应用基础研究。本论文主要有以下结论:（1）在测定四元系KHSO₄-CrO₃-H₂SO₄-H₂O相图和对比分析五元系K₂Cr₂O₇-KNO3-CrO₃-HNO₃-H₂O相图基础上,对硫酸法和硝酸法分解重铬酸钾制备铬酸酐进行了理论分析。理论分析表明,在高浓度硫酸区域,硫酸氢钾和铬酸酐共存,难以获得高纯的铬酸酐产品;而在高浓度硝酸区域,铬酸... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)北京市

【文章页数】：163 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 研究背景
    1.2 铬盐行业概况
        1.2.1 铬资源概况
        1.2.2 铬盐生产工艺
    1.3 结晶CrO_3产品工艺开发
        1.3.1 CrO_3产品概况
        1.3.2 CrO_3生产工艺概述
    1.4 纳米吸附材料产品开发及应用
        1.4.1 Al、Mg纳米材料的制备
        1.4.2 Al、Mg纳米吸附材料应用
    1.5 本论文的研究思路与研究内容
        1.5.1 研究思路
        1.5.2 研究内容
第二章 结晶CrO_3制备工艺设计
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂与仪器
        2.2.2 实验过程
        2.2.3 分析方法
    2.3 CrO_3在酸性体系中的相图对比分析
        2.3.1 CrO_3在H_2SO_4体系中相平衡测定
        2.3.2 CrO_3在HNO_3体系中相平衡分析
        2.3.3 H_2SO_4法和HNO_3法制备结晶CrO_3理论对比分析
    2.4 酸法制备结晶CrO_3的工艺设计及探索
        2.4.1 H_2SO_4法制备结晶CrO_3的工艺设计及探索
        2.4.2 HNO_3法制备结晶CrO_3的工艺设计及探索
    2.5 酸法制备结晶CrO_3的工艺对比
    2.6 本章小结
第三章 HNO_3法制备结晶CrO_3工艺研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂与仪器
        3.2.2 实验过程
        3.2.3 分析方法
    3.3 HNO_3法制备结晶CrO_3工艺优化
        3.3.1 初始K_2Cr_2O_7浓度的影响
        3.3.2 初始HNO_3浓度的影响
        3.3.3 搅拌转速的影响
        3.3.4 加酸速度的影响
        3.3.5 冷却速度的影响
    3.4 结晶CrO_3产品评估
        3.4.1 结晶CrO_3产品表征
        3.4.2 结晶CrO_3精制
    3.5 HNO_3法制备结晶CrO_3工艺路线概述
    3.6 本章小结
第四章 HNO_3法制备CrO_3结晶过程研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验试剂与仪器
        4.2.2 实验过程
        4.2.3 分析方法
    4.3 CrO_3结晶过程分析
    4.4 CrO_3反应结晶过程研究
        4.4.1 加酸速度对反应结晶过程的影响
        4.4.2 反应结晶过程的动力学研究
    4.5 CrO_3冷却结晶过程研究
    4.6 本章小结
第五章 纳米γ-AlOOH的制备及其对Cr(Ⅲ)的吸附应用研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 实验试剂与仪器
        5.2.2 实验过程
        5.2.3 分析方法
    5.3 纳米γ-AlOOH的制备
        5.3.1 纳米γ-AlOOH的合成条件优化
        5.3.2 纳米γ-AlOOH的生长机制
    5.4 纳米γ-AlOOH吸附剂表征
        5.4.1 物性表征
        5.4.2 形貌表征
    5.5 纳米γ-AlOOH对Cr(Ⅲ)的吸附研究
        5.5.1 NaOH浓度的影响
        5.5.2 纳米γ-AlOOH对Cr(Ⅲ)的吸附热力学
        5.5.3 纳米γ-AlOOH对Cr(Ⅲ)的吸附动力学
    5.6 纳米γ-AlOOH对Cr(Ⅲ)的吸附机理研究
    5.7 本章小结
第六章 纳米MgO的制备及其对Se的吸附应用研究
    6.1 引言
    6.2 实验部分
        6.2.1 实验试剂与仪器
        6.2.2 实验过程
        6.2.3 分析方法
    6.3 超声剥离制备纳米MgO
        6.3.1 超声剥离制备纳米MgO的条件优化
        6.3.2 纳米MgO的表征
    6.4 纳米MgO对Se的吸附研究
        6.4.1 纳米MgO对Se(Ⅳ)/Se(Ⅵ)的吸附热力学
        6.4.2 纳米MgO对Se(Ⅳ)/Se(Ⅵ)的吸附动力学
    6.5 纳米MgO对Se(Ⅳ)/Se(Ⅵ)的吸附机理研究
        6.5.1 ATR-FTIR的测试分析
        6.5.2 XPS的测试分析
        6.5.3 吸附机理阐述
    6.6 纳米MgO对Se体系的竞争吸附
    6.7 纳米MgO的脱附再生
    6.8 纳米MgO吸附剂的应用前景
    6.9 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 创新点
    7.3 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]铬盐产业绿色发展现状及展望[J]. 陈宁,董明甫,黄玉西,袁小超.  无机盐工业. 2018(10)
[2]纳米氧化铝的制备方法研究进展[J]. 武志富,梁柳青,庾小酉.  产业与科技论坛. 2018(17)
[3]中国铬资源供应风险评价与对策研究[J]. 刘全文,沙景华,闫晶晶,张国丰,范松梅,何更宇.  资源科学. 2018(03)
[4]世界铬矿资源需求分析及预测[J]. 张炜.  资源与产业. 2016(04)
[5]氢氧化钠亚熔盐体系分解铬铁矿的工艺研究[J]. 江春立,宋红军,韩彪,赵伟,董立春,黄世友,文丰玉.  无机盐工业. 2016(07)
[6]典型铬污染场地污染状况研究[J]. 雷艳梅,刘晓,桑博.  中国环境管理干部学院学报. 2016(03)
[7]新型纳米材料的合成及应用新进展[J]. 陈琦.  化学工程师. 2016(03)
[8]中国铬资源产业形势及其相关策略研究[J]. 曾祥婷,元春华,许虹,韩九曦,田尤.  资源与产业. 2015(03)
[9]纳米花状氧化镁的乳液直接沉淀法制备与表征[J]. 孙龙艳,董立春,郑小刚,贺兴,陈红梅,罗自萍,王临意,田泽兵,付世强,谭世语.  硅酸盐学报. 2015(07)
[10]利用黄铁矿去除地下水中Se（Ⅳ）污染的XPS分析[J]. 刘宏芳,钱天伟,张敏刚.  光谱学与光谱分析. 2015(02)

硕士论文
[1]7-ACA反应结晶过程研究[D]. 万冬.天津大学 2004



本文编号：3641939